容错技术论文范文

导语：如何才能写好一篇容错技术论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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当系统内部有故障存在时，通过容错技术消除故障的影响，使系统最终仍能给出正确的结果。按照时间划分，故障可分为以下三种：永久性故障、间歇性故障和偶然性故障。永久故障是永远持续下去直至修复为止的故障。对硬件来说，永久性故障意味着不可逆的物理变异。对软件来说，这类故障也就是一个不可以自动恢复的错误状态。间歇性故障是短暂的，但却是断续的，它既有偶然性，又有不定期的重复性。如一个处于临界状态的电路输出时好时坏，而一个虚焊点就会引起这样的故障。偶然性故障出现是短暂的，且可能是非重复性的。常常由于环境的变换、电源方面的干扰、元器件性能的波动、软件的随机变换、电磁干扰等因素而引起。这样的故障有可能仅出现一次，或很长时间出现一次，但却可能造成数据错误，甚至系统瘫痪。

针对不同故障应采取不同的容错方法。容错技术能自动适时地检测并诊断出系统的故障，然后采取对故障的控制或处理的对策略。按照系统的失效响应阶段，可以把各种容错技术分成三种：故障检查、静态冗余、动态冗余。故障检测并不提供对故障的容忍，而是发生故障时给出一个警告。故障检测广泛应用于微型机和小型机之类的小系统中，其中一些已体现了简单的联机检测机理。严格地说，故障检测不是容错，它尽管检测了故障，但是不能容忍这些故障，不给出故障警告。动态冗余用于纠错码存储器或具有固定配置(即线路器件之间的逻辑连接保持不变)的多数表决冗余计算机之类的系统中。

根据不同情况，一个容错系统可经历以下阶段：(1)故障检测：大多数失效最终导致产生逻辑故障。有许多方法可用来检测逻辑故障，如奇偶校验、一致性校验和协议违章都可以用来检测故障。故障检测技术有两个主要的类别，即脱机检测和联机检测，在脱机检测情况下，进行检测时设备不能进行有用的工作；联机检测提供了实时检测能力，因为联机检测与有用的工作同时执行。联机检测技术包括奇偶校验和冗余校验；(2)故障限制：当故障出现时，希望限制其影响范围。故障限制是把故障效应的传播限制到一个区域内，从而防止污染其他区域；(3)故障屏蔽：故障屏蔽技术把失效效应掩盖了起来，从某种意义上说，是冗余信息战胜了错误信息，多数表决冗余设计就属于故障屏蔽；(4)重试：在许多场合，对一个操作系统的第二次试验可能是成功的，对不引起物理破坏的瞬间故障尤其如此；(5)诊断：对故障检测技术没有提供有关故障位置、性质的信息进行诊断；(6)重组：当检测出一个故障并判明是永久性故障时，重组系统的器件替换失效的器件或把失效的器件与系统的其他部分隔离开来，也可使用冗余系统，确保系统能力不降低；(7)恢复：经检测和重组后，必须消除错误效应。通常，系统会回到故障检测前处理过程的某一点，并从这一点重新开始操作。这种恢复形式通常要后备文件、校验点和应用记录方法；(8)重启动：如果一个错误破坏的信息太多，或者系统没有设计恢复功能，那么恢复就不可能实现。仅当系统未受任何破坏时，才能进行“热”重启，并从故障检测点恢复所有的操作。“热”重启相当于系统需要完全重新加载；(9)修复：即把诊断为故障的器件还原下来，修复也可以是联机进行的或者脱机进行的；(10)重构：对元件进行物理替换之后，把修复的模块重新加入到该系统中去。对联机修复来说，实现重构不中断系统的工作。

随着计算机硬件和网路的快速发展，容错计算机的系统开销逐渐降低，且纠错速度快。而软件方法实现的容错，对硬件不会提过高的要求。同时系统灵活，资源利用比较合理。更正检测、诊断将会采取人工智能的处理途径，以专家系统的各种智能工具来支持故障检测和诊断。利用专家的知识，借助推理机构，迅速而准确地提供诊断结果。系统的动态重构、故障恢复功能及神经元芯片等将被用到容错技术中来，都将在智能化的支持下得以实现。同时对电路内部的自检、自重构研究，可以解决电路本身及子系统的可靠性问题，将会出现容错的VLS1芯片及可直接支持系统容错设计的可容错设计芯片，为系统设计者提供一个具有透明性的容错设计元器件。进入到芯片内部的容错技术的研究将成为容错研究的一大分支。

随着网路时代的到来，对于一个成功的电子商务系统来说，必须响应在线客户的需求并遵守服务的那个协议(SLA)，同时保护客户的隐私及电子商务系统安全正常运营。对于客户要求的响应程度及安全保护措施是一个基于Internet的电子商务系统成功的必要条件，容错服务器就成为网络时代电子商务运营商首要选择。未来的智能化家庭都将拥有一个家庭数据中心，可提供全天候的服务，包括家庭安全、防盗和防煤气泄漏以及各种家用电器的控制，这个家庭数据中心也只有采用容错计算机才能担当。今后容错技术将同时在软件和硬件上得到发展，将会出现初级的容错软件的设计方法，应用软件方面的容错设计将会产生一些实用的工具，同时产生一个通用操作系统和硬件相结合的容错方法，走软硬结合的道路。系统容错设计将在分布式系统、CSCW等方面出现新的容错设计方法。

[摘要]随着计算机技术的发展，容错技术和容错计算机将成为新的研究发展方向。本文介绍了容错技术的基本原理及内容，介绍了容错系统的经历阶段和实现容错功能的关键技术，总结了计算机容错技术的现阶段的应用情况。

[关键词]容错技术可靠性容错功能

参考文献：

[1]胡谋.计算机容错技术[M].北京：中国铁道出版社.

[2]杨孝宗.容错计算技术的提出和发展[J].电子和信息化.

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一、基于微信公众号创业的优点

高达6亿用户群体的微信平台，对传统营销行业带来颠覆性的影响。相比其他宣传渠道，微信公众号创业具有以下优势。（1）传播有效性高。不同于博客、微博等社交平台，微信是从熟人朋友中发展起来的社交平台，其最初的传播模式是一种熟人传播。这样一种基于信任的小众传播发展起来的用户群，具有极高的信赖度和有效性，是传统媒介无法做到的。2016年，微信进入2􀆰0时代，微信社交关系从熟人社交逐渐演变为半熟人社交，通过微信这一平成“六度人脉”销售网络的建设不再是天方夜谭，而是实实在在每天都在发生的事实。［1］一对多的公众号传播模式，直接将消息推送到手机，达到率和被观看率几乎是100％。（2）便捷的商家用户沟通渠道。微信公众号的推送与用户留言这一功能，让商家可以随时随地提供信息和服务，根据用户需求调整销售模式。微信公众号的推出开放了微信对外接口，实现了第三方平台的接入，让微信公众号营运者可以根据需要设置实现了微信会员卡、微信商城、微信团购等营销功能。同时商家可以通过大数据分析，了解用户活跃度、用户消费特点，调整销售策略，贴近用户需求。［2］（3）成本低门槛容错率高。微信创业最大的特点在于其“草根性”。申请微信公众号手续非常简单———有效身份证件与一个未绑定微信的电子邮箱，任何怀揣创业梦想的人都能在这一平台上开设自己的公众号。早期公众号的运营，几乎不需要创业者的资金成本，这样几乎“无门槛”的准入形式和低成本的运营模式，容错率极高，非常适合早期创业的大学生团队。

二、基于微信公众号的大学生创业实践探索

（1）做好公众平台的精准定位。大学生微信公众号创业，首先做好平台的精准定位。公众号是准备面向本校“精耕细”做好推广工作，还是面向整个大学生群体实施“广撒网”策略，都值得创业者认真思量。公众号的名称和头像要符合自己的微信定位，能够直接体现定位，简介一定要清晰明了，同时能够吸引粉丝关注。公众号的推送内容一定要突出自己的优势，才能在众多的公众号推送中脱颖而出。（2）公众号服务内容贴近大学生生活。丰富多彩的咨询、实用便捷的服务是吸引大学生关注的最好方法。大学生创业公众号若能抓住学生的需求提供服务，将极大提高创业成功率。大学生创业者可以立足在校生群体需求，通过便捷的网络服务，提供订餐、购物、查询等功能，满足用户群体需求。最常见的大学生微信平台服务功能有：校内便捷服务（校内失物招领、课表查询、校内通知等）、公交线路查询等服务。［3］以笔者所在高校为例，五个大三学生敏锐抓住学校毕业生论文修改苦不堪言，毕业生论文打印供不应求的市场需求，创建毕业生论文服务公众号，面向本校毕业生提供论文格式修改工作和论文打印工作，因其紧贴学生需求、价格低廉、送货上门等服务，通过微信裂变式传播，让这小小的创业团队在2017年毕业季挣到创业的第一桶金。（3）做好线上线下推广工作。首先做好线上推广工作。除了利用朋友圈熟人链接推广外，还可以通过学校相关网站、贴吧、论坛等发帖推广，班级QQ群也是一个很好的推广方式。除了线上推广工作外，线下活动推广的效果也不可小觑。例如与校园社团合作，帮忙校内社团招募通知、社团勤工助学宣传、社团活动推广等，做到社团推广与公众号推广双赢。线下推广活动还可以考虑通过有奖活动的方式，例如扫码抽水果，关注就送棒棒糖等方式，促使学生参与活动提高公众号的粉丝数。（4）微信平台与等级培训挂钩。大学生对各类技术等级证书培训的需求也是一个巨大的市场。大学生创业团队若能与校外优质培训机构合作，为学生提供实用的培训考试攻略，为培训机构提供广告推广业务，将是一条营销新途径。

三、结语

大学生对微信的使用度与依赖度极大，大学生微信公众号创业具有天然的受众优势，加之微信公众号创业起点低，商家用户互动较好，利用熟人和半熟人社交圈传播的有效度较高等特点，做好大学生微信公众号创业，推动大学生创业工作，具有重要意义。

作者:缪经纬 张永 单位:无锡科技职业学院

参考文献：

［1］石明翰．基于校园微信公众平台的大学生创业实践［J］．科教导刊，2015（10）：170－171．

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关键词：LNG ESD 保护方案

一、概述

LNG（Liquefied Natural Gas），即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分由甲烷组成。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间，而且具有热值大、性能高等特点。LNG是一种清洁、高效的能源。由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。迄今为止，在天然气液化领域中成熟的液化工艺主要有以下三种：阶式制冷循环工艺、混合制冷循环工艺和膨胀机制冷循环工艺。本装置采用带预冷的氮膨胀制冷天然气液化流程，包括原料气预处理、脱碳、脱硫脱汞、脱水、冷箱、制冷压缩机、氮压机、预冷系统、制氮系统、导热油炉等工艺单元。

本论文主要针对ESD技术在LNG装置中的应用做简单的论述。

二、ESD技术的简介

ESD紧急停车系统是对石油化工中的生产装置可能发生的危险或不采取措施将继续恶化的状态进行响应和保护，使生产装置进入一个预定义的安全停车工况，从而使危险降低到可以接受的最低程度，以保证人员、设备、生产和装置或工厂周边社区的安全。当生产装置出现异常情况时，安全联锁装置能继续运行，但自动转入另一种运行模式。

三、ESD技术在本装置中的应用

在装置发生紧急状况时ESD 紧急停车系统开启，用于隔离和关断LNG或其它设备，并关闭那些如果继续运行可能维持或增加灾情、危险性的设备。以确保装置的人员安全、设备安全、环境安全，ESD系统的安全性和整体性符合以下原则：

单个组件故障不给整个系统造成损失。

单个组件故障不给整个系统造成直接风险或系统跳闸。

单个组件故障不造成整个系统完全瘫痪。

LNG装置属易燃易爆、高危险、连续生产的重要化工装置，必须配置先进的、高可靠的设备，ESD 系统采用冗余容错自诊断技术，整个系统及部件是故障安全型，ESD系统采用先进的、可靠的软件及硬件，保证工厂及装置有效、可靠的运行，防止发生人员伤害、环境污染以及经济损失，ESD系统符合IEC61508 SIL3、DIN V19250 TUV AK6 标准，ESD 系统及各类卡件、系统软件的安全等级取得IEC61508 SIL3或TUV AK6 级认证，ESD 系统控制器（CPU）、I/O设备和网络通讯部件应为二重冗余、容错或三重冗余结构。

本装置中LNG工厂紧急停车系统（以下简称ESD）的设计和制造遵循了IEC61508/61511，设计上采用西门子PLC完成对全装置的紧急停车安全联锁。控制器采用三重化（TMR）及以上技术进行冗余配置，不得采用备用形式，制造商应采用主流系统，不得采用扩展性能差的小系统。ESD系统设计满足SIL3的安全等级要求，并有TUV认证。某一冗余部件或冗余套件失效的情况，或者在单CPU运行的情况下，仍能满足SIL3的安全等级要求，并有TUV认证。采用TUV认证的冗余和容错的通讯系统，控制器与I/O卡件之间通讯1：1冗余。I/O卡件满足SIL3安全级别且1：1冗余，I/O卡件带电磁隔离或光电隔离且通道间相互隔离，所有I/O卡件均能带电插拔，而不影响系统的正常运行。本项目中控制单元与I/O卡件安装在同一机柜内，电缆从机柜下部引入，经柜内电缆槽板敷设。ESD系统设置了冗余的RS485 MODBUS通讯接口。本系统有顺序事件记录功能和过程历史报告，报警及停机事件的记录有毫秒级的时间标记，并按事件发生时间记录。本系统接受2路UPS电源供电。系统遵循故障安全型设计原则，在出现停电等严重事故时，能够保证生产设备和过程的安全。

四、ESD系统在本装置中的主要联锁保护方案

1.LNG 装置天然气门站入口切断阀、LNG 装置入口切断阀联锁切断，用于切断门站及LNG 装置原料气。

2.LNG 储罐入口及出口阀联锁切断，LNG 储罐出口装车泵联锁停泵。

3.BOG 压缩机安全联锁停机。

4.空压机、空气预冷机组安全联锁停机。

5.冷箱出口阀联锁切断。

6.原料气压缩机安全联锁停机。

触发以上联锁及停车的条件有以下几点：

①LNG 储罐液位高高报警。

②人工确认工厂有火警发生或发生火灾。

③人工确认工厂有可燃气体大量泄漏 （一般性可燃气体检测器检测的气体泄漏经报警工作站报警，采取人工措施处理）。

④原料气压缩机同时停机。

⑤循环氮气压缩机同时停机。

本项目共设置1面ESD机柜，1个工程师站（操作站），通过冗余的通讯方式接在各控制器的通讯接口上，用于控制器的组态、除错、修改、测试、软件装载及维护等。工程师站（操作站）具备打印组态数据和图形的能力，具有顺序事件记录功能。配置一个辅助操作台，设置报警灯屏及相应的操作开关和按钮。

五、结论

以上内容是我对采用带预冷氮膨胀制冷液化流程的LNG工厂的紧急停车系统ESD的设计方案，希望能为进行相关设计的工程人员以及设计方案提供有益的帮助。

参考文献

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摘  要  论文中首先对web集群系统运用markov模型描述了其可用性，从理论上建立了集群高可用模型。然后，着重针对web集群系统中区分服务对不同请求采取不同的服务质量，对可用度的指标要求也不相同的情况，提出了一种基于概率的实时容错调度算法。     关键词  web集群，可用度，容错调度，算法   1 引言     由于internet中信息的数量呈指数级增长，其中的主要信息是web信息，因此，基于单一系统映像的web服务器集群系统是满足当前应用的有效方法。该方法把若干性能较低的服务器用局域网连成一个性能较高的整体，即web服务器集群[1],系统结构如图1所示，前端分发器依据一定的原则将客户请求分发给后台服务器，后台服务器执行客户请求后返回给客户，使其从客户端看来就如同一台服务器。 图1 web集群系统模型图     高可用性是web集群系统提出的三大目标（高性能、高可用、易扩展）之一，它起初主要是利用系统中后台服务的冗余来达到系统的高可用性，但是随着研究的深入和基于内容的前端分发器的发展，并不要求后台服务是同一的，这就增加了系统的灵活性，提高了处理机的利用率，同时允许系统进行动态配置，如负载均衡调度等，这也给系统可用性设计与调度提供了更多的要求。但值得指出的是：一直少有对系统可用度的研究，特别是利用数学模型建模来进行定性与定量分析的实时容错调度算法研究。现有的可用度研究大多只针对冗余服务的可用性,而对它们的性能考虑得不够全面[2,3]。 本文的研究工作主要在于：首先对web集群系统运用markov模型描述了其可用性，从理论上建立了集群高可用模型。然后，着重针对web集群系统中区分服务对不同请求采取不同的服务质量，对可用度的指标要求也不相同的情况，提出了一种基于概率的实时容错调度算法，算法采用了请求的主从备份技术。通过延迟从备份请求重新转发时间，来为可能因处理机故障而执行失败的主请求实现容错功能，并通过对无错时停止重发来提高处理机的利用率和系统对任务的接收率,实验结果证实了算法的有效性。 2  web集群可用度数学模型与分析     当构成系统各部件的寿命分布和故障后的修理时间分布均为指数分布时，只要适当定义系统的状态，这样的系统总可以用马尔可夫过程来描述。     如果一个离散马尔可夫过程的状态转换只限于相邻状态之间，则称此过程为一个生灭过程[4]。对于生灭过程，可用自然数来表示可能的状态，而处于状态n的一个过程在下个时刻只能转换到状态n-1或状态n+1。     生灭过程处于状态n的稳态概率pn如下：       (1)     式中，p0为系统处于状态0的稳态概率。再根据      (2)     可以得到系统处于每个状态的稳态概率[5]。     针对集群系统，可以做如下模型假定：①故障和修复的到达时刻都是指数分布的,分别为λn和μn；②对每个节点在时刻(t,t+dt)发生故障的条件概率是ldt；③对每个节点在时刻(t,t+dt)完成修理的条件概率是mdt；④同时出现两个或更多个节点故障或修理的概率是零；⑤每个节点的故障或修理的事件与所有其它事件无关。这样就可以建立集群系统的可用度模型。集群系统由n个节点组成，其状态n的稳态概率pn 就是集群高可用系统中所有节点都出现故障，即整个系统不可用的概率，而a=(1- pn)即为集群系统的可用度。             (3)     求解(2)、(3)式得：     这样，集群系统处于状态n的稳态概率pn为：             (4)     由此得到集群系统的可用度为               (5)     对式(5),随着节点数的增加，系统的可用度迅速增加。假定平均修复时间为0.5小时。计算可得，在有4个结点的集群系统中，即使每个结点的故障率高达0.1次/小时，集群系统的可用度已经达到99.9%。那么已知系统所需的可用度为an，很容易得到所需服务器台数为：   n=         (6) 3 基于概率的实时容错调度 3.1 实时容错调度算法的基本思想     随着电子商务等关键业务的发展，要求任务的执行可用度很高，而且往往都有严格的时间约束,若由于处理机的故障导致某些任务不能完成，或不能在其限定的时间之前完成，就可能造成重大损失[1,6]。因此需要在web集群系统中提供一定的实时容错调度能力以提高整个系统的可用性。 文献[7]、[8]提出在不同处理机上调度任务的多个版本来运行，以此达到容错的目的。 但是，同样任务的多个版本，运行时具有同样的请求，系统利用率只有1/n。文献[9]提出了一种回收的方法，提高了系统效率。     系统的请求集可定义为γ={ti|i=1,2,…}。ti可以用一个四元组(gi，si，di，pi)来表示。其中，gi表示请求到达系统的时间；si表示请求被调度开始执行的时间；di表示请求必须执行完成的时间，即deadline；pi表示请求的执行时间；采用的故障模型同第2节[5]，另外，在对请求进行容错调度的同时，系统要能及时通过“心跳”诊断并报告处理机故障[10]。由于处理机之间通信所需时间与请求的执行时间相比非常短，因此可忽略处理机之间消息的传递时间[7,8]。     基于概率的实时容错调度算法基本思想如下：对任一动态到达系统的非周期性任务ti，我们将首先置入主请求队列qp，同时将此请求复制一份到从请求队列qb，主请求记为pti,，从请求(或称为后备请求)记为bti，确定它的区分

服务等级k，以区分服务的等级确定从备份请求的延迟时间和重发的概率，以这二个参数标记从备份请求队列bti，如果在tri重发时间前收到pti成功执行的报告，则取消bti，否则按标记重发tri，这就是无错时停止重发以提高系统的性能。 假设pti与bti被调度的时间段分别记为slot(pti)与slot(bti)，那么实时容错调度算法如图2所示。 3.2  实时容错调度算法 算法：实时容错调度算法 1、   当一个新请求ti到达系统后，先将pti置入主请求调度队列，通过复制获得从备份请求bti，置入从请求队列。确定四元组中的三个元素{ gi，di，pi }和区分服务等级ki。 2、   在前端分发器中调度pti。 ① 主请求队列中的pti根据负载均衡原则调度到调度表中允许的可用服务器，调度开始执行时间为si。 ② 依据区分服务等级确定延迟时间区间范围：delayti=[si,di-pi]； ③ 依据区分服务等级确定重发的时间sbti和概率pbti，sbti=（1-ξ）* delayti, pbti=k*ξ； //ξ为区分服务所对应的级别，在(0～1)之间，k为常数； ④ 以(pbti，sbti ，di，pi)标记从备份请求bti； 3、   以bti的调度参数调度bti执行，调度满足如下原则：server(pti)!= server(btj),如果server(pti)= server(ptj)且server(bti) = server(btj)，那么slot(bti)∩slot(btj)=φ,其中,i≠j；    // server(ptj)表示处理请求ptj的服务器； 4、对从请求任务在调度前收到pti正常执行结束的消息,则取消从备份队列中的bti请求。 图2 实时容错调度算法 4  分析与仿真实验结果    通过对第2节的分析，我们很容易得到在不同系统参数下，web集群系统服务器台数与可用度的关系，如图3所示。

    图3 不同参数下，系统可用度与服务器台数的关系     对于容错调度算法，spare processor方法[9]是采用一个或多个处理机作为备份，若系统出现故障时，则把故障机上的任务全部转移到备份处理机上运行，采用重新执行的方式来恢复。而若在系统没出现故障时,备份处理机一直处于空闲状态。      实时容错调度算法中主要考虑系统可用度的提高与系统接纳率，我们考虑在第2节故障模型下，采用容错调度算法后，可用度与系统利用率的关系如图4所示，可用度越高，系统利用率则越低。 图4 可用度与系统利用率关系图     图5表示与其它算法[9]在不同负载率情况下拒绝率的对比，从而说明本研究中所提出的实时容错调度算法能提高系统的接收率。

图5 不同负载下系统拒绝率对比图 5  结论    服务器冗余是提高系统可用度的基础，但同时降低了系统性能。论文主要从集群系统可用度的数学建模和容错调度二个方面分析了提高可用度的措施，实验结果表明算法很好地支持了系统的可用性，对于集群与分布式系统的高可用性分析与容错调度有较好的指导作用。 参考文献 1 v. cardellini, e. casalicchio, m. colajanni, p.s. yu. the state of the art in locally distributed web-server systems. acm computing surveys, 2002, 34(2): 1-49. 2 钱方，贾焰等. 提高冗余服务性能的动态容错算法. 软件学报，2001，12(6): 928-935. 3 周幼英，李福超等.关于调度算法与web集群性能的分析. 计算机研究与发展，2003,40(3): 483-492. 4 p.r. parthasarathy ,r.b. lenin on the exact transient solution of finite birth and death processes with specific quadratic rates. math. scientist, 1997, 22:  92-105. 5 高文，祝明发. 基于生灭过程的机群系统高可用性分析与设计. 微电子学与计算机，2001，18(4): 47-49. 6 郑在宾，金海等. 有tcp连接容错功能的网络负载平衡调度系统. 华中科技大学学报，2003,31(2): 17-19. 7 ying feng,son sang h. scheduling hard real-time tasks with tolerance of multiple processor failures. microprocessing and mcroprogramming, 1994,40: 193～206. 8 piestman a l. a fault-tolerant scheduling problem. ieee trans on software engineering, 1988, (12): 1089-1095. 9 sylvain lauzac, rami melhem. adding fault-tolerance to p-fair real-time scheduling. in: workshop on embedded fault-tolerant systems 1998，34-37. 10 曾碧卿，陈志刚. 服务器集群系统研究. 计算机应用研究，2004，21(3)：186-187，196

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论文摘要:当现代社会逐渐变为具有高度的相互依赖的巨大网络时，我们所生活的世界无法不变成一个被计算机网络紧密联结起来的世界。计算机网络从技术角度来说，是作为一种布局，将经有关联但相距遥远的事物通过通信线路连接起来，但是对网络的思考决不是传统的二维平面思维甚至三维的球面思维所能达到的。因此，计算机网络的可靠性便成为一项关键的技术指标。本文在介绍了网络可靠性的概况后，详细阐述了计算机网络可靠性优化的技术分析。

在信息时代，网络的生命在于其安全性和可靠性。计算机网络最重要的方面是它向用户所提供的信息服务及其所拥有的信息资源，网络连接在给用户带来方便的同时，也给网络入侵者带来了方便。因此，未来的计算机网络应该具有很高的安全性和可靠性，可以抵御高智商的网络入侵者，使用户更加可靠、更加方便地拥有大量各式各样的个性化客户服务。

一、计算机可靠性模型研究

计算机网络可靠性作为一门系统工程科学，经过5 0多年的发展，己经形成了较为完整和健全的体系。我们对计算机网络可靠性定义为：计算机网络在规定的条件下，规定的时间内，网络保持连通和满足通信要求的能力，称之为计算机网络可靠性。它反映了计算机网络拓扑结构支持计算机网络正常运行的能力。

计算机网络可靠性问题可以模型化为图的可靠性问题。计算机网络模型采用概率图G(V，E)来表示，其中结点集合v表示计算机网络的用户终端，主机或服务器等，边集合E表示计算机网络的链路。计算机网络模型的概率图，是对图的各边以及结点的正常运行状态赋予一定的概率值以后所得到的图。图的可靠性问题包含两个方面的内容:一是分析问题，即计算一个给定图的可靠度;二是设计问题，即在给定所有元素后，设计具有最大可靠度的图。图的可靠度不方便求解时，可先求其失效度(可靠度+失效度=1)，然后再求其可靠度。图的结点和链路失效模型可分为链路失效模型、结点失效模型、结点和链路混合失效模型等三种类型，其中“结点和链路混合失效模型”最为常用。

二、计算机网络可靠性的设计原则

在计算机网络设计和建设的工程实践中，科研人员总结了不少具体的设计经验和原则，对计算机网络可靠性的优化设计起到了较好的规范和指导作用。在构建计算机网络时应遵循以下几点原则：

遵循国际标准，采用开放式的计算机网络体系结构，从而能支持异构系统和异种设备的有效互连，具有较强的扩展与升级能力。

先进性与成熟性、实用性、通用性相结合，选择先进而成熟的计算机网络技术，选择实用和通用的计算机网络拓扑结构。计算机网络要具有较强的互联能力，能够支持多种通信协议。计算机网络的安全性、可靠性要高，具有较强的冗余能力和容错能力。计算机网络的可管理性要强，应选择先进的网络管理软件和支持SNMP及CMIP的网络设备。应选择较好的计算机网络链路的介质，保证主干网具有足够的带宽，使整个网络具有较快的响应速度。充分利用现有的计算机网络资源，合理地调配现有的硬件设施、网络布线、已经成熟的网络操作系统软件和网络应用软件。计算机网络可靠性设计的性价比应尽可能高。

三、计算机网络可靠性主要优化设计方法分析

提高计算机网络相关部件的可靠性与附加相应的冗余部件是改善计算机网络可靠性的两条主要途径。在满足计算机网络预期功能的前提下，采用冗余技术(增大备用链路条数)一方面可以提高计算机网络的局域片断的可靠性；另一方面也提高了计算机网络的建设成本。由于每条计算机网络链路均有可靠性和成本，故计算机网络中的链路的数目越少，相应地，计算机网络的可靠性就越高。下面我们从以下几方面来加以论述：

(一)计算机网络的容错性设计策略

计算机网络容错性设计的一般指导原则为：并行主干，双网络中心。计算机网络容错性设计的具体设计方案的原则，可以参照以下几点：

采用并行计算机网络以及冗余计算机网络中心的方法，将每个用户终端和服务器同时连到两个计算机网络中心上。

数据链路、路由器在广域网范围内的互联。计算机网络中的边界网络至网络中心采用多数据链路、多路由的连接方式，这样可以保证任一数据链路的故障并不影响局部网络用户的正常使用。

转贴于

计算机网络设计时，应采用具有模块化结构、热插热拨功能的网络设备。这不仅可以拥有灵活的组网方式，而且在不切断电源的情况下能及时更换故障模块，以提高计算机网络系统长时间连续工作的能力，从而可以大大提高整个计算机网络系统的容错能力。

网络服务器应采用新技术，如采用双机热备份、双机镜像和容错存储等技术来增强服务器的容错性、可靠性。

在进行网络管理软件容错设计时，应采用多处理器和特别设计的具有容错功能的网络操作系统来实现，提供以检查点为基本的故障恢复机能。

（二）计算机网络的双网络冗余设计策略

计算机网络的双网络冗余性设计是在单一计算机网络的基础上再增加一种备用网络，形成双网络结构，以计算机网络的冗余来实现计算机网络的容错。在计算机网络的双网络结构中，各个网络结点之间通过双网络相连。当某个结点需要向其它结点传送消息时，能够通过双网络中的一个网络发送过去在正常情况下，双网络可同时传送数据，也可以采用主备用的方式来作为计算机网络系统的备份。当由于某些原因所造成一个网络断开后，另一个计算机网络能够迅速替代出错网络的工作，这样保证了数据的可靠传输，从而在计算机网络的物理硬件设施上保证了计算机网络整体的可靠性。

（三）采用多层网络结构体系

计算机网络的多层网络结构能够最有效地利用网络第3层的业务功能，例如网络业务量的分段、负载分担、故障恢复、减少因配置不当或故障设备引起的一般网络问题。另外，计算机网络的多层网络结构也能够对网络的故障进行很好的隔离并可以支持所有常用的网络协议。计算机网络的多层模式让计算机网络的移植变得更为简单易行，因为它保留了基于路由器和集线器的网络寻址方案，对以往的计算机网络有很好的兼容性。计算机网络的多层网络结构包含三个层次结构：

接入层:计算机网络的接入层是最终用户被许可接入计算机网络的起点。接入层能够通过过滤或访问控制列表提供对用户流量的进一步控制。在局域网络环境中，接入层主要侧重于通过低成本，高端口密度的设备提供服务功能，接入层的主要功能如下:为最终网络用户提供计算机网络的接入端口；为计算机网络提供交换的带宽；提供计算机网络的第二层服务，如基于接口或Mac地址的Vlan成员资格和数据流过滤。

分布层:计算机网络的分布层是计算机网络接入层和核心层之间的分界点。分布层也帮助定义和区分计算机网络的核心层。该分层提供了边界定义，并在该处对潜在的费力的数据包操作进行预处理。在局域网环境中，分布层执行最多的功能有:V L A N的聚合；部门级或工作组在计算机网络中的接入；广播域网或多点广播域网在计算机网络中的联网方式的确定；

（四）核心层

计算机核心层是计算机网络的主干部分。核心层的主要功能是尽可能快速地交换数据。计算机网络的这个分层结构不应该被牵扯到费力的数据包操作或者任何减慢数据交换的处理。在划分计算机网络逻辑功能时，应该避免在核心层中使用像访问控制列表和数据包过滤这类的功能。对于计算机网络的层次结构而言，核心层主要负责以下的工作:提供交换区块之间的连接；提供到其他区块(如服务器区块)的访问；尽可能快地交换数据帧或者数据包。

纵观未来计算机网络的发展，人们对待网络的要求将越来越高。他们希望创造一个“点击到一切”的世界，尽管这个简单的想法让它成为现实并不是一件很容易的事情，但是一旦认识到计算机网络美好的发展前景，凭借人类的智慧，我们有理由相信我们的世界将由此得到它前所未有的自由。

参考文献

[1]叶明凤，计算机网络可靠性的研究，电脑开发与应用，2001

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然而，资金、人才只是培育原始创新成果不可或缺的必要条件。橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳。不同的环境会塑造出不同的人，进而产生不同的社会效应。

中国需要“乔布斯”。可中国是否具备“乔布斯”成长的环境？是否形成了让科研人员都乐意开展原始创新的土壤、水分和空气？这些才是创新问题的关键所在。党的十提出实施创新驱动发展战略，把科技创新摆在国家发展全局的核心位置。创新驱动发展，积极推进原始创新，已成为上至中央下至地方的共识。

全国政协委员、九三学社中央委员会副主席马大龙曾表示：“现在中国的原始创新星星点点，还没有形成气候。衡量原始创新的标准也不清楚。有些所谓的创新成果，本质上还是跟踪或者集成创新、引进吸收再创新的结果。”

显然，中国目前还缺乏鼓励原始创新的气候。北京生命科学研究所所长王晓东在不久前中国科协组织的一次演讲中介绍，过去10年，他们在建立创新型科学研究所方面作了一点尝试。他们探索的核心问题就是，中国如何培养在理论和技术方面能够引领世界的科学家？中国科学家如何能在中国土地上做出影响人类生活的科学发现和技术发明？

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论文开题报告格式及如何写论文开题报告 在研究生教育的整个过程中,学位论文质量的高低是衡量研究生培养质量的重要标志。而论文质量的高低,很大程度上取决于论文开题报告做的细致程度。论文开题报告做的细致,前期虽然花费的时间较多,但写起论文来就很顺手,能够做到胸有成竹,从而保证论文在规定的时间保质保量地完成;但如果不重视论文开题报告,视论文开题报告为走过场,写起论文来就会没有目标,没有方向,没有思路,可能就要多走弯路,也很难保证毕业论文的质量。

一、论文开题报告的意义

硕士论文开题报告是研究生在完成文献调研后写成的关于学位论文选题与如何实施的论述性报告。论文开题报告既是文献调研的聚焦点,又是学位论文研究工作展开的散射点,对研究工作起到定位作用。

写论文开题报告的目的,是要请老师及专家们帮忙判断一下所研究的选题有没有价值,研究方法是否奏效,论证逻辑有没有明显缺陷。因此论文开题报告就要围绕研究的主要内容,拟解决的主要问题(或阐述的主要观点),研究步骤、方法及措施为主要内容。但笔者在工作实践中发现有很多学生往往在论文开题报告中花费大量笔墨叙述别人的研究成果,谈到自己的研究方法时,往往寥寥数语一笔带过。这样,不便于评审老师指导。

二、如何写论文开题报告

(一)论文开题报告的前提通过理论思维选择课题

在工作实践中,发现硕士研究生论文开题报告中存在的普遍问题是选题不合适。有的提出的问题太过平庸,有的选题范围太大,研究内容太多、太宽泛,提出的问题不切合硕士生的实际,实践操作起来难度较大。如有的学生提出的论文题目:新型中性镍催化剂的研究及其催化合成聚乙烯、聚丙烯的研究,此选题有意义,有创新,作者的研究思路也比较正确,但论文选题范围太大,研究内容对于一个硕士生来说明显偏多,无法按时完成。因此应重新确定研究内容,注重项目的可操作性。

那么如何选择研究问题呢?这里要强调的是通过理论思维来发现研究问题。

理论是由一系列前设和术语构造的逻辑体系,特定领域的理论有其特定的概念、范畴和研究范式,只有在相同的概念、视角和范式下,理论才能够对话。只有通过对话,理论才能够发展。硕博论文要想创造新理论很难,多数是在既有理论的基础上加以发展。

其次,选择问题是一个剥皮的过程,理论问题总是深深地隐藏在复杂的现实背后,而发现理论问题,则需要运用理论思维的能力。这就需要我们不断锻炼和提高自己的理论思维能力,需要在日常的学习中,不断总结和分析以往的研究者大体是从哪些视角来分析和研究问题,运用了哪些理论工具和方法,通过学习和总结来不断提高自己的理论思维能力,从而选择具有学术理论价值和应用价值,并与国家经济建设及导师承担的科学研究项目紧密结合的研究问题。

(二)做好文献综述,为论文开题报告打好基础

在研究生论文开题报告会上,出现的普遍问题是对文献的研读不够,对研究背景的了解不够深入,对研究方向上国内外的具体进展情况了解不够全面、详细,资料引用的针对性、可比性不强。有很多学生没有完全搞清论文开题报告与文献综述的区别,他们的论文开题报告有很多仅仅是对前人工作的叙述,而对自己的工作介绍甚少。

文献综述的基本内容包括:国内外现状;研究方向;进展情况;存在问题;参考依据。这是对学术观点和理论方法的整理。同时,文献综述还是评论性的,因此要带着作者本人批判的眼光来归纳和评论文献,而不仅仅是相关领域学术研究的堆砌。

要想写好论文开题报告,必须认真研读文献,对所研究的课题有个初步的了解,知道别人都做了哪些工作,哪些方面可以作为自己研究的切入点,因此,文献调研的深入和全面程度,会相当程度地影响论文开题报告的质量,是学生充分发挥主观能动性的客观基础。

(三)论文开题报告的格式及写作技巧

1.论文开题报告格式

一个清晰的选题,往往已经隐含着论文的基本结论。对现有文献的缺点的评论,也基本暗含着改进的方向。论文开题报告就是要把这些暗含的结论、论证结论的逻辑推理,清楚地展现出来。论文开题报告的写作步骤:课题选择课题综述论题选择论文开题报告。论文开题报告的基本内容主要包括:选题的意义;研究的主要内容;拟解决的主要问题(阐述的主要观点);研究(工作)步骤、方法及措施;毕业论文(设计)提纲;主要参考文献。为了写好论文开题报告,江苏工业学院研究生部专门出台了详细的规定,规定论文开题报告的一般内容包括:

(1)论文开题报告课题来源、开题依据和背景情况,课题研究目的以及理论意义和实际应用价值。

(2)论文开题报告文献综述。在阅读规定文献量(不少于50篇,其中外文文献占40%以上)的基础上,着重阐述该研究课题国内外的研究现状及发展动态,同时介绍查阅文献的范围以及查阅方式、手段。

(3)论文开题报告主要研究内容。包括学术构思、研究方法、关键技术、技术路线、实施方案、可行性分析、研究中可能遇到的难点、解决的方法和措施以及预期目标。

(4)论文开题报告拟采用的实验手段,所需科研和实验条件,估计课题工作量和所需经费,研究工作进度计划。

(5)论文开题报告主要参考文献,列出至少10篇所查阅参考的文献。

2.论文开题报告的写作技巧

(1)提出问题注意层次

选题是撰写学术论文的第一步,选题是否妥当,直接关系到论文的质量,甚至关系到论文的成功与否。不同于政策研究报告,学术文章聚焦理论层面、解决理论问题。有的学生的选题不具有新颖性,内容没有创新,仅仅是对前人工作的总结,或是对前人工作的重复。在选题时要坚持先进性、科学性、实用性及可行性的原则。在提出问题时,要以内行看得懂的术语和明确的逻辑来表述。选题来源包括:1、与自己实际工作或科研工作相关的、较为熟悉的问题;2、自己从事的专业某问题发展迅速,需要综合评价;3、从掌握的大量文献中选择反映本学科的新理论、新技术或新动向的题目。

所选题目不宜过大,越具体越容易收集资料,从某一个侧面入手,容易深入。

(2)瞄准主流文献,随时整理

文献资料是撰写好学术论文的基础,文献越多,就越好写,选择文献时应选择本学科的核心期刊、经典著作等,要注意所选文献的代表性、可靠性及科学性;选择文献应先看近期的(近3~5年),后看远期的,广泛阅读资料,有必要时还应找到有关文献所引用的原文阅读,在阅读时,注意做好读书卡片或读书笔记。

整理资料时,要注意按照问题来组织文献资料,写文献综述时不是将看过的资料都罗列和陈述出来,而是要按照一定的思路将其提炼出来。只有这样,才能写出好的文献综述,也才能写出好的论文开题报告,进而为写出好的论文打下基础。

(3)研究目标具体而不死板

一般论文开题报告都要求明确学位论文的研究目标,但笔者认为,研究目标不宜规定得太死板,这是因为,即使条件一定,目标是偏高还是偏低,往往难于准确判断,研究工作本身,涉及求知因素,各个实验室条件不同,具体研究时条件也不同。学位论文选题和研究目标体现了研究工作的价值特征。

三、论文开题报告的质量保证

为了保证硕士研究生的培养质量,提高论文质量,就必须对论文开题报告进行评价。论文开题报告会由3~5位相关学科的专家对论文开题报告进行评议,与企业合作的重大科研项目可以聘请1~2位相应企业的具有高级职称的专家参加,不同学科的论文开题报告的侧重点不同。江苏工业学院研究生部规定学生必须进行论文开题报告,并规定了统一的格式,设计了专门的论文开题报告评审表,论文开题报告会上研究生应对课题进行详细汇报,并对专家提问做出必要的解释和说明。论文开题报告的成绩考核以合格、不合格记。评审小组成员最后签名并给出学生是否合格的评审意见,并以百分制打出具体的分数。论文开题报告成绩不合格者,不得进入课题研究。

为了提高论文质量,研究生必须首先从思想上重视论文开题报告,在平时的学习中注意积累,从各个方面提高能力,尤其要注意培养通过理论思维发现研究问题的能力。论文开题报告是研究工作的开始,良好的开端为优秀的学位论文奠定了坚实的基础。

2017年研究生论文开题报告范文 论文名称：基于BP神经网络的技术创新预测与评估模型及其应用研究

一、课题来源：单位自拟课题或省政府下达的研究课题

选题依据：技术创新预测和评估是企业技术创新决策的前提和依据。通过技术创新预测和评估, 可以使企业对未来的技术发展水平及其变化趋势有正确的把握, 从而为企业的技术创新决策提供科学的依据, 以减少技术创新决策过程中的主观性和盲目性。只有在正确把握技术创新发展方向的前提下, 企业的技术创新工作才能沿着正确方向开展,企业产品的市场竞争力才能得到不断加强。在市场竞争日趋激烈的现代商业中, 企业的技术创新决定着企业生存和发展、前途与命运, 为了确保技术创新工作的正确性,企业对技术创新的预测和评估提出了更高的要求。

二、本课题国内外研究现状及发展趋势

现有的技术创新预测方法可分为趋势外推法、相关分析法和专家预测法三大类。

(1) 趋势外推法。指利用过去和现在的技术、经济信息, 分析技术发展趋势和规律, 在分析判断这些趋势和规律将继续的前提下, 将过去和现在的趋势向未来推演。生长曲线法是趋势外推法中的一种应用较为广泛的技术创新预测方法,美国生物学家和人口统计学家Raymond Pearl提出的Pearl曲线(数学模型为: Y=L∕[1+A?exp(-Bt)] )及英国数学家和统计学家Gompertz提出的Gompertz曲线(数学模型为: Y=Lexp(-Bt))皆属于生长曲线, 其预测值Y为技术性能指标, t为时间自变量, L、A、B皆为常数。Ridenour模型也属于生长曲线预测法, 但它假定新技术的成长速度与熟悉该项技术的人数成正比, 主要适用于新技术、新产品的扩散预测。

(2)相关分析法。利用一系列条件、参数、因果关系数据和其他信息, 建立预测对象与影响因素的因果关系模型, 预测技术的发展变化。相关分析法认为, 一种技术性能的改进或其应用的扩展是和其他一些已知因素高度相关的, 这样, 通过已知因素的分析就可以对该项技术进行预测。相关分析法主要有以下几种: 导前-滞后相关分析、技术进步与经验积累的相关分析、技术信息与人员数等因素的相关分析及目标与手段的相关分析等方法。

(3)专家预测法。以专家意见作为信息来源, 通过系统的调查、征询专家的意见, 分析和整理出预测结果。专家预测法主要有: 专家个人判断法、专家会议法、头脑风暴法及德尔菲法等, 其中, 德尔菲法吸收了前几种专家预测法的长处, 避免了其缺点, 被认为是技术预测中最有效的专家预测法。

趋势外推法的预测数据只能为纵向数据, 在进行产品技术创新预测时, 只能利用过去的产品技术性能这一个指标来预测它的随时间的发展趋势, 并不涉及影响产品技术创新的科技、经济、产业、市场、社会及政策等多方面因素。在现代商业经济中, 对于产品技术发展的预测不能简单地归结为产品过去技术性能指标按时间的进展来类推, 而应系统综合地考虑现代商业中其他因素对企业产品技术创新的深刻影响。相关分析法尽管可同时按横向数据和纵向数据来进行预测, 但由于它是利用过去的历史数据中的某些影响产品技术创新的因素求出的具体的回归预测式, 而所得到的回归预测模型往往只能考虑少数几种主要影响因素, 略去了许多未考虑的因素, 所以, 所建模型对实际问题的表达能力也不够准确, 预测结果与实际的符合程度也有较大偏差。专家预测法是一种定性预测方法,依靠的是预测者的知识和经验, 往往带有主观性, 难以满足企业对技术创新预测准确度的要求。以上这些技术创新预测技术和方法为企业技术创新工作的开展做出了很大的贡献, 为企业技术创新的预测提供了科学的方法论, 但在新的经济和市场环境下, 技术创新预测的方法和技术应有新的丰富和发展, 以克服自身的不足, 更进一步适应时展的需要, 为企业的技术创新工作的开展和企业的生存与发展提供先进的基础理论和技术方法。

目前,在我国企业技术创新评估中, 一般只考虑如下四个方面的因素: (1) 技术的先进性、可行性、连续性; (2) 经济效果; (3) 社会效果; (4) 风险性, 在对此四方面内容逐个分析后, 再作综合评估。在综合评估中所用的方法主要有: Delphi法(专家法)、AHP法(层次分析法)、模糊评估法、决策树法、战略方法及各种图例法等, 但技术创新的评估是一个非常复杂的系统, 其中存在着广泛的非线性、时变性和不确定性, 同时, 还涉及技术、经济、管理、社会等诸多复杂因素,目前所使用的原理和方法, 难以满足企业对技术创新评估科学性的要求。关于技术创新评估的研究, 在我国的历史还不长, 无论是指标体系还是评估方法, 均处于研究之中, 我们认为目前在企业技术创新评估方面应做的工作是: (1) 建立一套符合我国实际情况的技术创新评估指标体系; (2) 建立一种适应于多因素、非线性和不确定性的综合评估方法。

这种情况下, 神经网络技术就有其特有的优势, 以其并行分布、自组织、自适应、自学习和容错性等优良性能, 可以较好地适应技术创新预测和评估这类多因素、不确定性和非线性问题, 它能克服上述各方法的不足。本项目以BP神经网络作为基于多因素的技术创新预测和评估模型构建的基础, BP神经网络由输入层、隐含层和输出层构成, 各层的神经元数目不同, 由正向传播和反向传播组成, 在进行产品技术创新预测和评估时, 从输入层输入影响产品技术创新预测值和评估值的n个因素信息, 经隐含层处理后传入输出层, 其输出值Y即为产品技术创新技术性能指标的预测值或产品技术创新的评估值。这种n个因素指标的设置, 考虑了概括性和动态性, 力求全面、客观地反映影响产品技术创新发展的主要因素和导致产品个体差异的主要因素, 尽管是黑匣子式的预测和评估, 但事实证明它自身的强大学习能力可将需考虑的多种因素的数据进行融合, 输出一个经非线性变换后较为精确的预测值和评估值。

据文献查阅, 虽然在技术创新预测和评估的现有原理和方法的改进和完善方面有一定的研究,如文献[08]、[09]、[11]等, 但尚未发现将神经网络应用于技术创新预测与评估方面的研究, 在当前产品的市场寿命周期不断缩短、要求企业不断推出新产品的经济条件下, 以神经网络为基础来建立产品技术创新预测与评估模型, 是对技术创新定量预测和评估方法的有益补充和完善。

三、论文预期成果的理论意义和应用价值

本项目研究的理论意义表现在: (1) 探索新的技术创新预测和评估技术, 丰富和完善技术创新预测和评估方法体系; (2) 将神经网络技术引入技术创新的预测和评估, 有利于推动技术创新预测和评估方法的发展。

本项目研究的应用价值体现在: (1) 提供一种基于多因素的技术创新定量预测技术, 有利于提高预测的正确性; (2)提供一种基于BP神经网络的综合评估方法, 有利于提高评估的科学性; (3) 为企业的技术创新预测和评估工作提供新的方法论和实用技术。

四、课题研究的主要内容

研究目标：

以BP神经网络模型为基础研究基于多因素的技术创新预测和评估模型, 并建立科学的预测和评估指标体系及设计相应的模型计算方法, 结合企业的具体实际, 对指标和模型体系进行实证分析, 使研究具有一定的理论水平和实用价值。

研究内容：

1、影响企业技术创新预测和评佑的相关指标体系确定及其量化和规范化。从企业的宏观环境和微观环境两个方面入手, 密切结合电子商务和知识经济对企业技术创新的影响, 系统综合地分析影响产品技术创新的各相关因素, 建立科学的企业技术创新预测和评估指标体系, 并研究其量化和规范化的原则及方法。

2、影响技术创新预测和评估各相关指标的相对权重确定。影响技术创新发展和变化各相关因素在输入预测和评估模型时, 需要一组决定其相对重要性的初始权重, 权重的确定需要基本的原则作支持。

3、基于BP神经网络的技术创新预测和评估模型研究。 根据技术创新预测的特点, 以BP神经网络为基础, 构建基于多因素的技术创新预测和评估模型。

4、基于BP神经网络的技术创新预测和评估模型计算方法设计。根据基于BP神经网络的技术创新预测和评估模型的基本特点, 设计其相应的计算方法。

5、基于BP神经网络的技术创新预测和评估模型学习样本设计。根据相关的历史资料, 构建基于BP神经网络的技术创新预测和评估模型的学习样本, 对预测和评估模型进行自学习和训练, 使模型适合实际情况。

6、基于BP神经网络的技术创新预测和评估技术的实证研究。以一般企业的技术创新预测与评估工作为背景, 对基于BP神经网络的技术创新预测和评估技术进行实证研究。

创新点：

1、建立一套基于电子商务和知识经济的技术创新预测和评估指标体系。目前,在技术创新的预测和评估指标体系方面, 一种是采用传统的指标体系, 另一种是采用国外先进国家的指标体系, 如何结合我国实际当前经济形势, 参考国外先进发达国家的研究工作, 建立一套适合于我国企业技术创新预测和评估指标体系, 此为本研究要做的首要工作, 这是一项创新。

2、研究基于BP神经网络的技术创新预测和评估模型及其计算方法。神经网络技术具有并行分布处理、自学习、自组织、自适应和容错性等优良性能, 能较好地处理基于多因素、非线性和不确定性预测和评估的现实问题, 本项目首次将神经网络技术引入企业的技术创新预测和评估, 这也是一项创新。

五、课题研究的基本方法、技术路线的可行性论证

1、重视系统分析。以系统科学的思想为指导来分析影响企业技术创新发展和变化的宏观因素和微观因素, 并研究影响因素间的内在联系, 确定其相互之间的重要度, 探讨其量化和规范化的方法, 将国外先进国家的研究成果与我国具体实际相结合, 建立我国企业技术创新预测和评估的指标体系。

2、重视案例研究。从国内外技术创新预测与决策成功和失败的案例中, 发现问题、分析问题, 归纳和总结出具有共性的东西, 探索技术创新预测与宏观因素与微观因素之间的内在关系。

3、采用先简单后复杂的研究方法。对基于BP神经网络的技术创新预测和评估模型的研究, 先从某一行业出发, 定义模型的基本输入因素, 然后, 逐步扩展, 逐步增加模型的复杂度。

4、理论和实践相结合。将研究工作与具体企业的技术创新实际相结合, 进行实证研究, 在实践中丰富和完善, 研究出具有科学性和实用性的成果。

六、开展研究已具备的条件、可能遇到的困难与问题及解决措施

本人长期从事市场营销和技术创新方面的研究工作, 编写出版了《现代市场营销学》和《现代企业管理学》等有关著作, 发表了企业技术创新与营销管理创新、企业技术创新与营销组织创新及企业技术创新与营销观念创新等与技术创新相关的学术研究论文, 对企业技术创新的预测和评估有一定的理论基础, 也从事过企业产品技术创新方面的策划和研究工作, 具有一定的实践经验, 与许多企业有密切的合作关系, 同时, 对神经网络技术也进行过专门的学习和研究, 所以, 本项目研究的理论基础、技术基础及实验场所已基本具备, 能顺利完成本课题的研究, 取得预期的研究成果。

七、论文研究的进展计划

2003.07-2003.09：完成论文开题。

2003.09-2003.11：影响企业技术创新发展的指标体系研究及其量化和规范化。

2003.11-2015.01：基于BP神经网络的技术创新预测和评估模型的构建。

2015.01-2015.03：基于BP神经网络的技术创新预测和评估模型计算方法研究。

2015.03-2015.04：基于BP神经网络的技术创新预测和评估模型体系的实证研究。

2015.04-2015.06：完成论文写作、修改定稿，准备答辩。

主要参考文献：

[01] 傅家骥、仝允桓等. 技术创新学. 北京: 清华大学出版社 1998

[02] 吴贵生. 技术创新管理. 北京: 清华大学出版社 2000

[03] 柳卸林. 企业技术创新管理. 北京: 科学技术出版社 1997

[04] 赵志、陈邦设等. 产品创新过程管理模式的基本问题研究. 管理科学学报. 2000/2.

[05] 王亚民、朱荣林. 风险投资项目ECV评估指标与决策模型研究. 风险投资. 2002/6

[06] 赵中奇、王浣尘、潘德惠. 随机控制的极大值原理及其在投资决策中的应用. 控制与决策. 2002/6

[07] 夏清泉、凌婕. 风险投资理论和政策研究. 国际商务研究. 2002/5

[08] 陈劲、龚焱等. 技术创新信息源新探. 中国软科学. 2001/1. pp86-88

篇8

关键词：六旋翼飞行器;容错控制;多冗余度;MAV

1 引言

近几年，由于小型旋翼飞行器拥有体积小、结构紧凑、可垂直起降、飞行控制算法比较完善的特点，被广泛的使用在娱乐、航拍、侦查、预警等民用和警用领域[1-2]。在这些应用领域中，以四旋翼飞行器为多。四旋翼飞行器以四个电机作为动力，具有成本低廉、结构简单、开源控制算法多等优点。但是四旋翼飞行器载重低，滞空时间太短，容错性不强[1-2]。一旦电机在空中出现部分动力丧失甚至全部动力丧失，四旋翼飞行器非常难以控制，极易从空中坠落，损坏机体和昂贵的机载设备。

相较于四旋翼飞行器，六旋翼飞行器的优点非常的明显。六旋翼飞行器多了两个电机，升力提升50%，但机身自重提升不超过15%。最重要的是通过各个电机的调整，能够达到容错控制，使六旋翼飞行器电机卡死或堵转情况下，不仅能安全的降落，还能正常的悬停和推进。文献[3]提出当某个电机卡死或堵转的情况时关闭对角电机的方法达到容错功能，但是会使总升力降低三分之一，负载能力大大下降。文献[4]介绍了一种基于滑模和控制分配方法的六旋翼飞行器容错控制方案，但是缺点在于系统的状态轨迹会在滑模面两侧来回穿越，会产生高频颤动，使得操控难度提高。文献[5]设计一款具有反馈功能的电子调速器，根据反馈信息调整姿态，缺点是提高了系统的复杂程度并提升了成本。本文提出的方法使总升力仅下降六分之一，并且不用新型电子调速器也不会产生高频震动，很好的解决了电机卡死和堵转状态下的六旋翼飞行器容错控制问题。

2 六旋翼飞行器的数学模型

小型六旋翼飞行器飞行速度慢，飞行高度低，机身较小，桨叶形变极小，参考文献[7]为了更好建立飞行器数学模做了一定简化，为了更准确的表达对其做进一步的描述。

（1）飞行器整体视为刚体，忽略机体弹性形变;

（2）飞行器外形中心对称且轴对称，质量分布均匀，抗扭刚度较小，外部重力场分布均匀，重心、质心、刚心三点重合;

（3）电机线性良好;

（4）飞行器桨叶不产生形变，攻角不因机身的略微颤抖而改变。

2.1 六旋翼飞行器正常状态下结构特点和运动模型

六旋翼飞行器机体空间结构如图1所示，六个机臂围着中心点对称排列，任意两个相邻机臂之间夹角60°，每个机臂末端垂直安放电机。

电机1、3、5逆时针旋转，电机2、4、6顺时针旋转，这样的组合方式是为了对角抵消扭矩进而消除自旋。朝x轴正方向飞行时电机1减速，电机4加速;朝y轴正方向移动时电机2、3减速，电机5、6加速;朝z轴正方向移动时，所有电机都加速。

对六旋翼飞行器正常飞行进行受力分析，受到四种力的作用，分别为：①重力，方向垂直于地平面指向地心;②六个桨叶提供的升力，与重力反方向;③六个桨叶运动时产生的扭矩，转向时方向沿旋转方向的切线方向，其他状态时合力为零;④空气阻力，可忽略。

力②和力③来自于桨叶转动。旋翼产生的升力与反扭矩都与旋翼的转速平方成正比，且比例系数均为常数，可表示为：

（1）

其中是升力的系数，是反扭矩的系数，表示旋翼的转速。则总升力F和总反扭矩T可表示为：

（2）

（3）

为了保证飞行器的总升力冗余，按照工程惯例，整机重量G不得超过总升力F的80%。

2.2 一个电机损坏情况下飞行器的结构特点和运动模型

假设电机1发生故障，六旋翼飞行器结构如下图所示：

此时总升力F和总反扭矩T为

（4）

（5）

上式中负号表示顺时针方向。对比（3）式和（5）式可发现，当飞行器正常飞行的时候，电机1、3、5产生的扭矩分别被电机2、4、6的扭矩抵消。当一个电机出现故障不工作的时候，扭矩不等于零，飞行器就会自旋，无法正常的控制飞行器的转向、悬停和侧飞，控制起降比较困难。

3 容错控制算法

飞行器自旋的根本是因为扭矩不等于零，如果要让飞行器在一个电机损坏的情况下仍然正常飞行，则需要有另外的力抵消扭矩。可以让飞行器和水平面产生一个夹角，重力沿机平面的分量抵消扭矩，如下图所示：

为了更方便的说明，对六旋翼飞行器采取了简化，只保留了故障旋翼和其对角旋翼。γ表示机平面和水平面的夹角。T1表示扭矩，大小等于反扭矩，方向沿机体平面向上。损坏状态产生自旋时，扭矩会使处于左端的机臂旋转到右端，再旋转到左端，不停重复。当机平面和水平面产生夹角后，左端位于低位的电机若要旋转到右端高位，则需要克服重力G的分量Gx，当T1=Gx且F=Gy时，处于平衡状态，飞行器不再自旋。则有

（6）

（4）（5）（6）三式联立，则有

（7）

六旋翼飞行器在飞行过程中，机体坐标系会与地球磁场坐标系存在夹角，分别记为偏航角ψ，俯仰角，滚转角θ。根据欧拉定理，经过三个欧拉角转动之后，地球磁场坐标系W下的一个矢量

rW=（xW，yW，zW）

与其对应的机体坐标系 下的矢量

rB=（xB，yB，zB）

之间的关系可以表示为

（8）

上式可以简写为，其中称为坐标系W到坐标系B的变换矩阵。

当出现故障时，飞行器机体故障坐标系的x'轴和z'轴会与飞行器无故障坐标系x轴和z轴分别出现角度为γ的夹角，则故障矩阵，其中

（9）

故障状态坐标系先经过三次欧拉变换到对应的正常状态坐标系，再经过三次欧拉变换到地球磁场坐标系。

根据文献[8]要对故障状态下的六旋翼飞行器正常的操控，除了需要故障状态坐标系之外，还需要旋翼和机体坐标系相对位置有关放入力到力矩的影射系数。按照图片1的结构，经过计算得到1号电机故障状态下推力、滚转角、俯仰角、偏航角的映射系数矩阵。

电机1故障映射矩阵为

（10）

同样的方法可以得到2至6号电机故障状态下推力、滚转角、俯仰角、偏航角的映射系数矩阵。限于篇幅，不再一一列出。

4 算法验证

为了验证算法的可靠性、实用性和稳定性，购买了某可编程的小型六旋翼飞行器，并植入新算法进行验证。此小型六旋翼飞行器配合上位机可以实时观测六个电机的输出，对不同的输出值进行比较。

轮流模拟1至6号电机故障进行算法验证，选取正常状态飞行俯拍图和仰拍图与模拟1号电机故障飞行俯拍图和仰拍图进行对比。

比较图5和图6。图5中各个电机运行正常，各个螺旋桨转速很快（按照电机规格转速大约为3-4万转/min），相机无法拍出清晰的桨叶。在图6中左侧俯拍图右下角的红色桨静止不动，右侧仰拍图右上角的红色桨静止不动。

5 小结

本文提出了一种六旋翼飞行器容错控制算法，考虑到仿真并不完全适用于工程领域，又对算法进行了实物验证，验证结果良好。此种容错控制算法在之前仅做一次坐标系变换的基础上再做一次左边系变换，共计六次欧拉变换，使六旋翼飞行器在一个电机完全丧失动力的条件下仍然能够正常的起降、悬停、推进。算法可以有效的保护六旋翼飞行器机体和昂贵的机载设备，减轻发生飞行故障后的经济损失，有很高的实用性。

参考文献：

[1]杨成顺，杨忠等.四旋翼飞行器的分散式容错控制[J].应用科学学报，2013，31（03）：321-330.

[2]宫勋，王丽.四旋翼飞行器的容错姿态稳定控制[J].电光与控制，2014，21（07）：14-18.

[3]花寅.六旋翼无人直升机控制技术研究[D].南京：南京理工大学， 2013：27-28.

[4]陈阳，梁j等.基于滑模与控制分配的六旋翼飞行器容错控制[J].电光与控制，2014，21（05）：24-28.

[5]陈阳，王世勇等.六旋翼飞行器容错飞行控制[EB/OL].北京：中国科技论文在线 [2013-09-18].http：///releasepaper/content/201309-277.

[6]宫勋，王丽.四旋翼飞行器的容错姿态稳定控制[J].电光与控制，2014，21（07）：14-18.

[7]杨成顺，杨忠等.新型六旋翼飞行器的轨迹跟踪控制[J].系统工程与电子技术，2012，34（10）：2098-2015.

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一、 都市频道新闻制作网改造前的硬盘阵列情况

    都市频道新闻制作网是一个FC+以太网的双网结构，其中有卡工作站7台，无卡工作站10台。其中两台有卡工作站在离服务器300米以外的机房（通过光纤级联实现连接），单环的JBOD硬盘阵列，一个16口的VIEXL FC交换机，2个带2个千兆模块接口的24口CISCO交换机。系统图如下所示。

1、硬盘阵列安全性考虑

    硬盘阵列存储了新闻制作网络系统中所有的素材和成品节目内容，一旦阵列出现问题，轻则导致系统无法使用，严重时会导致存储内容丢失，不但会使制作者浪费大量的时间、人力、物力，还会给工作造成很大的被动局面。所以说硬盘阵列是新闻制作网络系统中最重要的部分，它的安全性有多大是一个新闻制作网络是否能够正常运做的一个重要指标。

    目前比较常用的硬盘阵列容错技术是RAID。由于介绍RAID技术的文章较多，在本文中只对其中几种常用形式进行简单介绍。

    RAID是由美国加州大学伯克利分校的DA Patterson教授提出的。RAID是Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写，简称为"磁盘阵列"。可以把RAID理解成一种使用磁盘驱动器的排列组合方式，构成逻辑上的一个磁盘驱动器。RAID的具体实现可以靠硬件，譬如磁盘阵列柜；也可以靠软件，Windows NT操作系统就提供软件RAID功能。

RAID 0：

    这是最简单的RAID模式，其工作原理如图2所示。它没有数据冗余功能，所以不适于数据稳定性敏感的应用。在各个单一RAID形式中它提供了最快的性能，也是造价最低的--只要两块硬盘、一个RAID控制器，不需要额外存储设备就可以了。不会因为要在硬盘上存储同样的数据而浪费空间。RAID0因为其相对低廉的造价和明显的性能提升在主流市场上已经流行起来。其实RAID 0（又称为延展技术）是通过RAID控制器把多个硬盘当成一个容量更大、速度更快的硬盘来使用，所以最后要说明的是任何一个硬盘出问题都可能造成整个阵列的数据丢失。

RAID 1：

    RAID 1其实就是镜像技术的实现，其工作原理如图3所示。简单工作原理就是把相同的数据备份存放在两个驱动器，当一个驱动器出现故障，另一个仍然可以维持系统的正常运转。当然恢复故障驱动器也是非常简单的，只要把数据完好的备份拷贝到正常的硬盘上就可以了。数据冗余换来的是数据的安全。不过RAID 1对于系统的性能提高很小。它的相对低廉的价格和易用的特点使它已经成为RAID控制器的主流之一。

RAID 3：

    利用专门奇偶校验实现的延展技术，其工作原理如图4所示。换句话说，就是应用延展技术将数据分布到阵列的各个驱动器上，同时用专门的驱动器存储用于校验的冗余信息。这种形式的优点就是既通过延展技术提高了性能，又利用专门奇偶校验驱动器容纳冗余信息，以保证数据的安全。一般至少需要3块硬盘：两块用于延展，一块做为专门奇偶校验驱动器。不过虽然利用延展技术提高的性能，可以因为奇偶校验在写入数据时又抵消了一部分性能--因为校验信息同时也需要写入校验驱动器。因为需要进行大量的计算，所以需要硬件RAID控制器，软件RAID几乎没有什么实际意义。RAID 3因为延展容量小，所以适于经常处理大文件的应用。

RAID 5：

    RAID 5使用延展技术和分布式奇偶校验来实现。它主要针对专门奇偶校验驱动器所带来的瓶颈而产生的解决方案。利用分布式奇偶校验运算法则，把数据和校验数据写在所有的驱动器中。本技术的要旨在于相对于块数据产生校验块（parity blocks）同时存储于阵列当中--解决了专么校验驱动器所带来的瓶颈问题。不过，校验信息是在写入过程中计算出来的，所以对于写入性能仍有影响。当一个硬盘驱动器出现故障，可以从其它的驱动器之中的数据块分离出校验信息从而恢复数据。由于分布式校验本身属性，恢复数据会比其它的形式复杂。RAID 5也可以通过更改延展容量的大小来满足不同应用的需要，另外还需要硬件RAID控制器。RAID 5是目前最流行的RAID应用形式，因为它综合最好的性能、冗余能力、存储能力为一体。当然价格也是不菲的。

RAID 0+1：

    复合使用RAID 0是为了提高磁盘性能，使用RAID 1为了提高容错性能。假设有8块硬盘，将它们4个一组分成两个阵列--称为基阵列，每个基阵列用RAID 0模式连接。然后就有了两个延展模式的基阵列。然后将这两个基阵列用RAID 1模式连接--也就是让其中一个基阵列作为另一个的镜像。如果一个延展模式的基阵列中的硬盘出现故障了，那么这个延展阵列也将全部瘫痪。不过另一个延展阵列仍然可以维持系统工作，并且可以利用其来恢复数据。

    为了确定到底使用哪一种RAID方式来做容错处理，我们对其中几种RAID方式应用于SCSI硬盘阵列和FC硬盘阵列做了实际测试，测试方式及结果如下：

的有效存储容量只有总硬盘物理容量的一半，而且在实际测试中其读写速度和稳定性都不太理想。RAID3方式损失的存储容量是总硬盘物理容量的1/N（N为系统总硬盘数量），读写速度和稳定性较好。RAID5方式损失的存储容量与存储数据量的多少成正比，其读写速度和稳定性最好。如果单从这些来看，无疑应选择使用RAID5方式，但RAID5控制器价格远远高于RAID3控制器（EDI RAID3双控制器硬盘塔价格约为120000元人民币，而EDI RAID5双控制器硬盘塔价格约为200000元人民币），从性价比的角度考虑，无需为增加10%的性能而多付出50%的代价。同时，我们还考虑到了RAID控制器的备份问题，采用了双RAID控制器，这样，即使有一个控制器出现问题，另一个控制器就会自动接管所有工作，保证系统的安全运行。综上所述，我们在系统改造方案中选用了RAID3双控制器容错方式。

2、硬盘容量的考虑

    系统原有FC硬盘阵列有12块36G的硬盘，总容量为432G，可存储25个小时的节目内容（压缩比为4：1）；本地SCSI硬盘阵列为4块18G的硬盘，容量为72G，存储高质量素材对应的低质量（压缩比为30：1）素材。扩容后的FC RAID3硬盘阵列有12块73G的硬盘，总容量为730G，存储41个小时的节目内容；本地SCSI年个硬盘阵列为6块36G的硬盘，做RAID3容错，容量为180G，存储高质量素材对应的低质量素材。

3、FC硬盘阵列做过RAID后，对新闻网服务器CPU资源占用的考虑

    FC硬盘阵列做过RAID后，对服务器CPU资源占用很小。因为这种情况下，服务器把整个RAID当成一个逻辑盘进行处理，数据如何在硬盘中分布是由RAID控制器进行处理；而在带区集方式中，需要由操作系统处理数据在硬盘阵列中的分布，增加了操作系统的负担。所以采用RAID方式，使服务器和工作站的负担更轻，减少了它们因系统资源不足而引起死机的机率，从而使系统也更加安全和稳定。

4、硬盘阵列的应急考虑

    正因为我们采用了具有容错功能的RAID3技术和双RAID控制器，所以无论是阵列中任何一块硬盘失效还是一个控制器失效，其容错功能都能支持网络系统继续使用，直至更换失效部件，恢复原有工作状态。

三、 系统安装及测试

    在上述方案的具体实施中，要考虑到不能妨碍新闻节目的正常制作和播出，其工作步骤如下：

1、 将网络上所有需要使用的片头、宣传片、字幕模版文件下载进行备份。

2、 将网络上所有未编辑完成的节目、素材及未播出的节目下载进行备份。

3、 待当日播出的节目制作完成后，提前将第二天一早播出的节目制作出来，以防不测。

4、 关闭所有工作站和服务器及网络设备。

5、 更换FC硬盘阵列和SCSI硬盘阵列。使用服务器现有系统备份硬盘作为系统硬盘重新配置系统。重新安装网络管理软件。重新注册用户帐号和分配用户空间。对所有工作站进行系统调整。

6、 将备份的字幕模版文件恢复，重新上载各类节目素材。

7、 使用工作站模拟实际工作状态进行系统性能测试。

    另外，在系统升级过程中，如果出现任何无法及时解决的问题，我们都可以将原来的系统盘、FC硬盘阵列和SCSI硬盘阵列恢复到系统中去，将系统恢复到原有的状态，不会影响正常的节目制作。

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关键词：小区；无线宽带接入；WLAN；WIMAX；LMDS

近些年来，宽带网络建设进行的如火如荼，宽带应用也随之越来越多，尤其小区用户对宽带网络的需求越来越强烈，各种小区宽带接入手段也就应运而生。目前小区宽带接入手段主要是以xDSL、以太网、光纤接入、HFC等有线接入为主。但是随着拥有笔记本电脑以及智能手机的个人用户越来越多，人们在期待享受宽带网络带来便利的同时，对可移动性的要求也越来越高，显然传统有线宽带接入手段不能满足人们这方面的需求。而无线宽带接入技术正好弥补有线宽带接入的不足。无线宽带接入技术与传统的有线宽带技术相比具有安装简单、易扩展、易管理，以及当网络覆盖的范围内用户数量增加时，只需再部署几个无线接入点AP，而不需进行重新布线，因此建网周期短、成本低等特点。小区无线宽带接入可谓有着良好的发展前景。目前适合于实现小区无线接入技术主要有WLAN、WIMAX及LMDS等。

接下来，本文将介绍WLAN、WIMAX及LMDS三种技术在小区宽带接入网中的应用，并分析它们适用的场合。

1 WLAN技术在小区宽带接入中的应用

1.1 WLAN简介

无线局域网络（Wireless Local Area Networks； WLAN）是相当便利的数据传输系统，它利用射频（Radio Frequency； RF）的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。目前无线局域网标准主要有IEEE802.11系列、HiperLAN标准及HomeRF等。WLAN因其组网灵活、安装便捷、易于进行网络规划和调整及易于扩展等特点，在无线宽带接入领域得到了广泛应用。

1.2 WLAN在小区宽带接入中的应用

1.2.1单AP接入

一般来说室内依托于大楼内敷设，供电条件好及用户集中，实现无线覆盖相对于容易。室内无线覆盖工程通常采用单AP （Access Point，无线访问节点、会话点或存取桥接器）接入的方法。而小区室外环境场景差异较大，且需要的覆盖范围较广，单AP 接入时，为了能够扩大覆盖半径，经常采用较大发射功率的AP 连接天线方式。现在移动终端一般仅支持802.11b/g/n协议， 根据国家无线电管理局的相关规定：天线发射功率不大于27dBm。 一般单AP接入的信号覆盖半径最大可至300m。如果超过300m且覆盖范围不大的，并且周边楼宇已具备无线室内信号覆盖并功率有冗余的，可对冗余信号进行耦合以扩大覆盖范围。具备这样条件的场景主要有：大楼门厅、商场外的开放区等。

1.2.2 Mesh方式接入

当室外目标范围较广，且不具备对冗余信号耦合的条件时，可以考虑采Mesh接入方式。所谓的Mesh故名思意是一种网状网，其网络结构如下图所示。用户终端通过网关节点接入骨干网，各路由节点不仅为本地用户提供接入服务，还负责为其它路由节点转发分组，通过相邻的其他用户节点，以多跳方式实现到骨干网的连接。 新用户可以通过它周围的其他用户节点很方便地接人到网络中。网络中可有多个网关节点，数据包可根据链路条件接入骨干网。

这种接入方式具有快速部署和易于安装、网络的健壮性强、带宽高且能够实现非视距接入等优点，因此在室外小区覆盖中有着广泛的应用前景。但是目前Mesh方式接入没有统一的标准，不同厂商之间的产品兼容性不好，这是阻碍其发展的主要障碍。

1. 3总结

WLAN技术因其组网灵活、安装方便成本低、易于扩展、终端支持率高且使用频段免费等特点，非常适合于将移动终端接入到网络中，作为有线接入的一种延伸。但因其覆盖范围有限、安全性不高，因此不适合于小区覆盖范围大，对安全性要求比较高的场合。建议小区比较小的物业公司建立无线接入网时使用。

2 WIMAX及LMDS在小区无线宽带接入中的应用

2.1 WIMAX简介

WiMAX技术是基于IEEE802.16和ETSI HiperMan标准体系的宽带无线接入技术。技术的核心是OFDM/OFDMA，最大贡献是引入了对非视距和移动性的支持、提供更高的频谱利用率，以实现无线接入的宽带化。WIMAX技术的信号覆盖范围可达三十英里，这种技术可以在50公里以内的范围以非常快的速度进行数据通信。在安全性方面，WIMAX通过在MAC层中定义一个保密子层来提供安全保障，是一种非常理想的城域网解决方案。

2.2 LMDS简介

本地多点分配业务（LMDS）是一种提供点对多点通信的固定式宽带无线接入技术，其工作频率在20 GHz以上。LMDS系统可以采用的调制方式为移相键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK 等）和正交幅度调制QAM（包括4-QAM）。目前可以提供16QAM、64QAM 等大大提高频道利用率的调制技术。在数据编码方面，LMDS 采用了一些数字图像的编码方式和纠错方式，有利于提高频率资源的利用率和系统的容错能力。可在3～5 km范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，组网灵活方便、使用成本低，支持ATM、TCP/IP、MPEG2等标准，是一种非常有前途的宽带固定无线接入解决方案。

2.3 WIMAX及LMDS在小区无线宽带接入中的应用

WIMAX及LMDS技术因其覆盖范围广，安全性高、业务容量大，在小区无线宽带接入中主要是和WLAN相结合，构成WLAN+WIMAX和WLAN+LMDS无线宽带接入解决方案。其中WLAN技术主要负责将移动终端接入到网络，而WIMAX和LMDS主要作为接入点和网关节点间的无线传输技术。由于二者使用的频段受限，设备昂贵，因此比较适合于规模较大的小区，由电信运营商组建的无线宽带接入网络。

参考文献

[1] 刘洁.周胜源. 浅谈几种宽带接入技术优劣. 科技视界[期刊论文]， 2012年第5期

[2] 殷芸 . 小区WLAN无线接入方案. 建设维护[期刊论文]，2009年1期